隧道開挖施工組織設(shè)計與對策

1、目錄1.目標.12.編制依據(jù) .13.適用圍 .14.隧道開挖施工 .14.1案設(shè)計 .24.2全斷面開挖法 .45.綜合超前地質(zhì)預測預報 .66.爆破案 .76.1鉆作業(yè) .76.2鉆爆設(shè)計 .77.隧道超欠挖控制 .108.勞力、機械設(shè)備的配置 .119.質(zhì)量要求 .119.1分項驗收標準 .119.2安全、質(zhì)量控制措施 .1210.其他注意事項 .14專業(yè)資料1.目標明確隧道開挖作業(yè)的工藝流程、操作要點和相應(yīng)的工藝標準，指導、規(guī)隧道開挖施工，盡可能地減少超挖，保證隧道的開挖作業(yè)安全，保證開挖質(zhì)量。2. 編制依據(jù)1）有關(guān)的法律法規(guī)；2）海西天然氣管網(wǎng)二期工程（-福鼎段）工程施工招標文件；3

2、）海西天然氣管網(wǎng)二期工程（-福鼎段）隧道工程施工設(shè)計圖；4）公路隧道工程施工技術(shù)規(guī)JTJF60-2009 ；5) 錨桿噴射砼支護技術(shù)規(guī) GB0086-2001 ；6）油氣輸送管道穿越工程施工規(guī)GB50424-2007 ；7）現(xiàn)場踏勘調(diào)查資料結(jié)合我公司現(xiàn)有的技術(shù)裝備水平及類似工程的施工經(jīng)驗；3. 適用圍適用于海西天然氣管網(wǎng)二期工程（-福鼎段）后灣里隧道開挖。4. 隧道開挖施工專業(yè)資料4.1 案設(shè)計本線隧道按新奧法原理組織施工，并要根據(jù)不同圍巖級別及邊環(huán)境選擇相應(yīng)工法，應(yīng)根據(jù)監(jiān)控量測結(jié)果，適時施作二次襯砌。隧道新奧法施工工藝流程見圖4-1。圖 4-1新奧法施工工藝流程框圖工程地質(zhì)勘查圍巖分類及巖體

3、施工準備計算參數(shù)的取值(修改施工方案 )實施性施工組織設(shè)計開挖程序與方法等開挖光面爆破減少擾動專業(yè)資料( 修改支護參數(shù) )錨噴網(wǎng)支護減少圍巖變形錨噴支護洞內(nèi)觀察 ,圍巖位移測量,拱頂下沉量測，指導設(shè)計與施工否是否符合設(shè)計要求是砼襯砌墻后注漿結(jié)束監(jiān)控量測質(zhì)隧道破碎帶按照“先支護、后開挖、短進尺、弱爆破、快封閉、勤量測”的原則進行組織施工。隧道開挖前，首先完成洞口截水溝、洞口土及邊仰坡防護施工。洞口土采用挖掘機配合裝載機自上而下分層施工，自卸汽車運輸， 并及時做好坡面防護， 開挖一段（臺階）防護一段（臺階）。洞口明洞采用明挖法施工，開挖至明暗分界線后，先施做護拱混凝專業(yè)資料土，然后施做暗洞超前管棚

4、，隨后進入暗洞施工，待明洞混凝土達到設(shè)計規(guī)定的強度后及時進行明洞洞頂回填。暗洞開挖采取全斷面開挖，其中級圍巖每循環(huán)進尺控制在2.0m 以。質(zhì)隧道采用鉆爆法開挖，在人行道一側(cè)每隔40m 設(shè)置一處避人洞，出碴采用扒碴機配合小型農(nóng)運車。由于隧道坡度大，所以要保證扒渣機自身及工作狀態(tài)下的穩(wěn)定和農(nóng)運車出渣過程中的安全。扒渣機靠掌子面向采用卷揚機牽引，卷揚機固定于掌子面，扒渣機機身兩側(cè)用打入洞身的注漿導管或者鋼絲繩固定攔擋。出渣用的農(nóng)用車進出洞也由掌子面卷揚機牽引，自身的制動輔以配合，確保出渣過程中的安全。隧洞圍巖較差、斷面較小，采用全斷面光面爆破法施工。鉆機械選用物手持或氣功腿巖機，單鉆鑿，人工裝藥，電

5、動起爆，徑向超挖值和開挖巖面的起伏差按不超過15cm控制。施工通風采用管道壓入式通風。在施工過程中應(yīng)不斷總結(jié)經(jīng)驗，優(yōu)化工藝。加強超前地質(zhì)預測、預報，加強圍巖監(jiān)控量測管理。根據(jù)量測結(jié)果，及時調(diào)整預留變形量及支護參數(shù)，適時施作二次襯砌，確保隧道施工安全。洞身開挖中，記錄開挖的地質(zhì)情況，核對設(shè)計地質(zhì)情況，判別圍巖類別及穩(wěn)定性。當發(fā)現(xiàn)圍巖地質(zhì)情況發(fā)生變化時通知設(shè)計單位及時現(xiàn)場核實。4.2 全斷面開挖法本標段的隧道采用全斷面一次開挖成形的施工法。循環(huán)進尺根據(jù)圍巖類別控制在1.6m 左右。其工藝流程見圖4-2 。專業(yè)資料圖 4-2鉆爆法開挖施工工藝流程框圖施工準備測量放樣鉆孔清理鉆孔鉆孔質(zhì)量檢查裝藥孔口堵

6、塞堵塞料準備連接起爆網(wǎng)絡(luò)檢查起爆通風灑水專業(yè)資料清危排險爆破效果檢查及瞎炮處理進入下一循環(huán)5 綜合超前地質(zhì)預測預報本項目隧址區(qū)地質(zhì)條件較復雜，隧道區(qū)存在的主要不良地質(zhì)為凝灰溶巖、地下水的腐蝕性等問題，需結(jié)合施工地質(zhì)工作予以查明。為保證隧道施工安全，開展綜合超前地質(zhì)預測預報，成立專業(yè)的超前地質(zhì)預報室，由總工程師負責，配置物探、水文、地質(zhì)、試驗專業(yè)工程師并配備相應(yīng)的儀器，并將綜合超前地質(zhì)預測預報納入施工工序。尤其是巖隧道存在破碎帶時，必須提前做好超前地質(zhì)預報工作，確保隧道安全通過。針對隧道具體的工程特點，采用地貌、地質(zhì)調(diào)查與地質(zhì)推理相結(jié)合的法，進行定性預測。具體采取的措施有：對開挖全過程進行綜合預

7、測、預報，法有地質(zhì)素描法(常規(guī)地質(zhì)法 )、超前探近距離預報、紅外線探水及前兆法預報等。施工中應(yīng)該將幾種預報手段綜合運用，取長補短，相互補充和印證。 綜合監(jiān)測結(jié)果，及時提出對不良地質(zhì)的處理措施，以降低施工風險，確保工程質(zhì)量和運營安全。超前地質(zhì)預報若發(fā)現(xiàn)前地質(zhì)情況與設(shè)計不符時要及時通知設(shè)計單位到現(xiàn)場核實，以便及時采取有效的設(shè)計變更案。常規(guī)地質(zhì)法專業(yè)資料常規(guī)地質(zhì)法適用于為近期開挖、支護提供預報。開挖面圍巖級別、巖性、圍巖風化變質(zhì)情況、節(jié)理裂隙、產(chǎn)狀、地下水等情況進行觀察和測定后，繪制地質(zhì)素描圖，通過開挖后利用羅盤儀、地質(zhì)錘、放大鏡、皮尺等簡單工具對開對洞圍巖地質(zhì)特征變化分析來推測開挖面前的地質(zhì)情況，

8、據(jù)以指導施工。超前水平鉆采用超前水平鉆機鉆進過程中鉆速和鉆碴的變化對開挖面前較短距離的地質(zhì)情況進行判斷，為提高其預報的準確度，與地質(zhì)素描配套使用。通過超前鉆探取芯測定含水率為主要手段確定下一步施工案。對富水隧道應(yīng)及時探明地下水的儲量及分布，探水的法主要采用鉆探法。6爆破案(1) 隧道開挖按全斷面光面爆破要求進行鉆爆設(shè)計， 邊眼使用小藥卷裝藥爆破， 炮眼間距 45-55cm ，采用間隔裝藥，非電毫秒雷管起爆，口用炮泥堵塞。(2) 掏槽眼、輔助眼采用連續(xù)裝藥，毫秒延期導爆管雷管起爆，32*200 2# 巖銷銨炸藥，裝填系數(shù)0.7-0.85 。(3) 掏槽式考慮圍巖的夾制力，每循環(huán)進尺控制在1.6

9、米左右，掏槽型式采用直線式，確保掏槽效果。6.1 鉆作業(yè)(1) 鉆前準確測畫開挖輪廓線，點出掏槽眼和邊眼的位置。(2) 炮眼鉆采用 YT-28 型氣腿式風動鑿巖機（耗風量約4m3/ 臺），鉆深度 2.0m ，每個工作面配 3 臺風鉆同時作業(yè)，風鉆手按設(shè)計劃定的區(qū)域和炮眼順序鉆。6.2 鉆爆設(shè)計本項目根據(jù)不同類型圍巖類別、斷面形式分別進行鉆爆設(shè)計。專業(yè)資料炮眼數(shù)目炮眼數(shù)目的多少直接影響每一循環(huán)鑿巖工作量、爆破效果、循環(huán)進尺、隧道成型的好壞以及爆碴塊度的大小。 暫按下式計算炮眼數(shù)目， 在施工中，根據(jù)具體情況再作調(diào)整，以達到最佳爆破效果。炮眼數(shù)目 N ，按下式計算：N=q ? s/r式中： q炸藥單

10、耗量，類取q=1.26kg/m 3，根據(jù)不同巖層調(diào)整。s開挖面積r每米長度炸藥的重量，2 號巖銷銨炸藥 r=0.78kg/m炮眼裝藥系數(shù)，取=0.7每個炮眼的裝藥量(1) 掏槽眼Q 1= ? L ? r式中：炮眼裝藥系數(shù)，取=0.8L眼深， L=2mr每米長度炸藥量， r=0.78kg/m經(jīng)計算 Q 1=1.56 取 Q 1=1.52kg （不同巖層有調(diào)整）(2) 輔助眼Q 2= 取 Q 2 =1.20kg光面爆破參數(shù)初次選用如下爆破參數(shù)，在施工中可按照選定的參數(shù)總結(jié)每次爆破效果，測量半率和輪廓不平整度，不斷調(diào)整光爆參數(shù)。邊間距 a=(15 10)d=(15 10)*43mm=645430mm

11、密集系數(shù) m=a/W=0.65 1.0，類可選為0.8 0.7 。最小抵抗線 W=600 400mm巖堅固系數(shù) f不偶合系數(shù)裝藥量炮間距 a(cm)最小抵抗線專業(yè)資料kq(g/m)W(m)2 422.450 1250.40.30.4 0.34 61.6 1.81002000.450.350.45 0.356101.4 1.61502500.50.40.55 0.45爆破網(wǎng)絡(luò)連接本隧道爆破采用非電毫秒雷管起爆，通過塑料導爆管引爆非電毫秒雷管而達到引爆炸藥的目的。非電毫秒導爆管連線采用“一把抓”法，配兩個非電毫秒雷管起爆，非電毫秒雷管塑料導爆管長5m （伸入 2.42.6m ），在網(wǎng)絡(luò)連接時，考慮

12、在半徑2m 的導爆管捆綁在一起后（大把抓）加一小炸藥（目的是能保證所有導爆管均能導爆），并用非電毫秒雷管引爆。裝藥結(jié)束經(jīng)安全檢查后起爆，各步驟按塑料導爆管非電起爆操作原則進行。裝藥起爆光面爆破宜采用小藥卷，起爆時注意以下事項：(1) 邊應(yīng)該延后起爆才能保證光面爆破效果；(2) 起爆順序為先掏槽，再輔助，輔助起爆后再起爆邊，底最后起爆；(3) 底裝一個粗藥卷，以克服巖體挾制作用；(4) 為了減少超挖和降低工程造價，開挖過程中，加強斷面量測，并及時處理個別欠挖部位，修整開挖斷面，獲得良好的經(jīng)濟效果。專業(yè)資料隧道開挖作業(yè)循環(huán)圖表作業(yè)循 環(huán) 作 業(yè) 時 間 (h)序號項目時間1234567(min)1

13、測量及準備302鉆1503裝藥和爆破304通風排煙305危處理106出碴1507其它20說明：每循環(huán)作業(yè)時間7h ，每天 3 個循環(huán)。7. 隧道超欠挖控制為保證隧道超欠挖控制在技術(shù)規(guī)允的圍。(1) 根據(jù)不同地質(zhì)情況，選擇合理的鉆爆參數(shù)，選配各種爆破器材，完善爆破工藝，不斷提高爆破質(zhì)量。(2) 提高畫線打眼精度，尤其是邊眼的精度 (邊眼精度直接影響超欠挖值 )。因此，要認真準確測畫輪廓線，測量誤差控制在 20mm 以。專業(yè)資料(3) 斷面檢查及信息反饋：為了解開挖后斷面各點的超欠挖情況， 分析超欠挖原因，配專職測量工檢查開挖斷面，及時修正爆破設(shè)計，糾正誤差。(4) 建立格的施工管理制度：在解決好

14、超欠挖技術(shù)問題的同時，必須有一套格的獎罰制度，用經(jīng)濟杠桿來調(diào)動施工人員的積極性，造成人人關(guān)心超欠挖，人人為控制超欠挖而努力。8. 勞力、機械設(shè)備的配置人員、機械設(shè)備應(yīng)結(jié)合隧道開挖法、工期要求進行合理配置。配套的生產(chǎn)能力應(yīng)為均衡施工能力的1.21.5 倍。根據(jù)開挖法配置1 臺扒碴機作業(yè)，農(nóng)運車4 輛， 20m 3 /min 空壓機 1 臺。根據(jù)施工特點，每工班開挖作業(yè)人員不宜少于5 人。9. 質(zhì)量要求9.1 分項驗收標準主控項目隧道開挖斷面的中線和高程必須符合設(shè)計要求。檢驗數(shù)量：施工單位每一開挖循環(huán)檢查一次。檢驗法：采用儀器測量。隧道開挖應(yīng)格控制欠挖。當圍巖完整、質(zhì)堅硬時，巖個別突出部分（每1m

15、2 不大于 0.1m2 ）侵入襯砌應(yīng)小于 5cm 。拱腳和墻腳以上斷面禁欠挖。采用全站儀測量等儀器測量邊輪廓斷面，繪斷面圖與設(shè)計斷面核對。洞身開挖中，應(yīng)在每一次開挖后及時觀察、描述開挖面地層的層理、節(jié)理、裂隙結(jié)構(gòu)狀況、巖體的軟硬程度、出水量大小等，核對設(shè)計地質(zhì)情況，判斷圍巖穩(wěn)定性。光面爆破或預裂爆破鉆眼前，應(yīng)根據(jù)鉆爆設(shè)計圖準確標出炮眼位置，鉆時應(yīng)按鉆爆設(shè)計要求格控制炮眼的間距、深度和角度。掏槽眼的眼口間距和深度允偏差為5cm。專業(yè)資料邊眼的間距允偏差為5cm，外插角應(yīng)符合鉆爆設(shè)計要求，眼底不應(yīng)超出開挖輪廓線15cm。隧底開挖輪廓和底部高程應(yīng)符合設(shè)計要求。隧底圍質(zhì)堅硬時，巖個別突出部分（每1m2

16、 不大于 0.1m2 ）侵入襯砌應(yīng)小于5cm 。隧底開挖后應(yīng)及時核對隧底地質(zhì)情況。當需要進行加固處理時， 應(yīng)符合設(shè)計要求。一般項目光面爆破或預裂爆破的炮眼痕跡保存率，硬巖不應(yīng)小于80% ，中硬巖不應(yīng)小于60% ，并在開挖輪廓面上均勻分布。水溝開挖位置、基底高程應(yīng)符合設(shè)計要求， 靠邊墻的水溝應(yīng)與邊墻基礎(chǔ)同時開挖、一次成型。9.2 安全、質(zhì)量控制措施加強對技術(shù)及施工人員的培訓，提高全體參建人員的安全、質(zhì)量意識。巖隧道堅持“弱爆破、短進尺、強支護、早封閉、勤量測”的原則，黃土隧道施工格按照“先探測、管超前、非爆破、控水、短進尺、強支護、勤量測、早襯砌”的原則組織施工。格按照設(shè)計文件規(guī)定的開挖法進行施

17、工，否則應(yīng)按照變更程序申請改變施工案。在隧道開挖前，對隧道地表中線附近圍進行勘察，對地表沖溝、深井、滑塌、陷穴、地表附著物等不良地質(zhì)情況進行統(tǒng)計，并按里程樁號逐一登記、拍照，尤其是隧道下穿高速公路等大型構(gòu)筑物地段，施工中應(yīng)加強監(jiān)控量測工作，格按設(shè)計案施工，確保隧道安全、順利通過。每循環(huán)進行測量放樣，格控制超欠挖。定期對測量控制點進行檢查、復核，避免由于隧底下沉、上鼓、不均勻變形及人工或機械碰撞等原因?qū)刂泣c的損害。邊墻、仰拱或底板等的地基承載力必須滿足設(shè)計要求。軟弱地基處理法和施工質(zhì)專業(yè)資料量應(yīng)符合設(shè)計要求。隧底開挖前應(yīng)進行施工工藝設(shè)計。開挖后應(yīng)按設(shè)計要求的量測項目及頻率進行圍巖量測，及時反饋

18、量測信息。隧道開挖中， 應(yīng)在每次開挖后及時觀察、 描述圍巖裂隙結(jié)構(gòu)狀況、 巖體軟硬程度、出水量大小，核對設(shè)計情況，判斷圍巖的穩(wěn)定性。制定安全施工應(yīng)急預案，日常做好應(yīng)急物資儲備。洞口工程施工，宜避開雨季和寒季節(jié)。洞口施工前，應(yīng)先檢查邊、仰坡以上山坡穩(wěn)定情況，清除懸，處理危，施工期間實施不間斷監(jiān)測和防護。地層含水量大時，上臺階掌子面附近宜開挖橫向水溝，將水引至隧道中部縱向排水溝排出洞外，以免浸泡拱腳。必要時應(yīng)配合井點降水等措施將地下水位降至隧道二次襯砌底部以下，確保施工順利進行。隧道明洞段施工時，邊仰坡應(yīng)分層分段開挖，并按設(shè)計及時做好防護。臨時邊仰坡應(yīng)進行適當放坡。明洞段因地基加固等施工的振動可能造成邊坡失穩(wěn)時，應(yīng)預先在邊坡上設(shè)置觀測樁進行監(jiān)測，并派專人檢查邊坡的穩(wěn)定情況。發(fā)現(xiàn)邊坡有開裂、變形現(xiàn)象時，應(yīng)立即對邊坡體進行加固處理，確保安全后可繼續(xù)進行施工。爆破作業(yè)時，所有人員應(yīng)撤離至不受有害氣體、振動及飛傷害的安全地點。安全地點至爆破工作面的距離，在獨頭坑道不應(yīng)小于200m ，當采用全斷面開挖時，應(yīng)根據(jù)爆破法與裝藥量計算確定安全距離。當相對開挖工作面相距40m 時，兩端施工應(yīng)加強聯(lián)系，統(tǒng)一指揮。當兩開挖工作面相距 10 15m 時，應(yīng)從一端開挖貫通。設(shè)置放炮前的安全檢查員，及時檢查現(xiàn)場的安全情況，以確定是否可以起爆，爆破專業(yè)資料后經(jīng)專職安全員檢查，排除瞎炮等安全隱患后，其他人